大學物理熱學東華大學查學軍老師課件大學物理熱學東華大學查學軍老師課件大學物理熱學東華大學查學軍老師課件平衡態(tài)的特點*1）單一性（處處相等）;2）物態(tài)的穩(wěn)定性——與時間無關；4）熱動平衡平衡態(tài)的判斷方法：p,T都不隨時間變化熱力學過程非靜態(tài)過程準靜態(tài)過程（理想模型）

狀態(tài)圖中平衡態(tài)準靜態(tài)過程P0VPVTP

V

T準靜態(tài)過程一點一條曲線非靜態(tài)過程不能在P-V圖上表示2能均分定理：平衡態(tài)下，不論何種運動，相應于每一個可能自由度的平均動能都是kBT/2.單原子分子分子平均平動動能雙原子分子三個平動自由度分子的總的平均動能三個平動自由度＋兩個轉動自由度分子平均平動動能分子平均轉動動能分子的總的平均動能HeH2三原子分子三個平動自由度＋三個轉動自由度分子平均平動動能分子平均轉動動能分子的總的平均動能H2O3理想氣體的內(nèi)能所有分子的動能4.4個統(tǒng)計平均值(2)算術平均速率

(3)方均根速率

(1)最概然速率(4)各方向運動概率均等4速率分布函數(shù)f(v)※分布在速率v附近單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；※對單個分子來說，它表示分子具有速率在該單位速率間隔內(nèi)的概率。速率分布曲線在區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比----歸一化條件在區(qū)間的分子數(shù)速率在區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比速率在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)氣體分子的平均速率速率分布在區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率5.熱力學第一定律Q>0吸熱A>0系統(tǒng)對外界作功Q<0放熱A<0外界對系統(tǒng)作功由積分意義可知，功的大小等于p—V

圖上過程曲線p(V)下的面積。PV12思考：a.如何在P-V上表示功（準靜態(tài)過程的功）的大小?熱力學第一定律對于理想氣體準靜態(tài)過程的應用等體等壓等溫絕熱等體等壓ＰＯV１２V等溫絕熱絕熱過程方程:氣體絕熱自由膨脹氣體真空Q=0，A=0，△E=0非靜態(tài)過程不適用!溫度不變，體積增大，壓強減小6.循環(huán)過程循環(huán)特征：系統(tǒng)經(jīng)歷一個循環(huán)之后,內(nèi)能不改變。A.正循環(huán)(順時針)氣體對外所作的凈功？熱機熱機效率：B.逆循環(huán)(逆時針)外界對氣體所作的凈功？1-2：等溫過程2-3：絕熱過程3-4：等溫過程4-5：絕熱過程卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)等壓膨脹吸熱等壓壓縮放熱絕熱方程：7熱力學第二定律的兩種表述開爾文表述：不可能制成一種循環(huán)動作的熱機，只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉?，而不產(chǎn)生其它影響.克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起外界的變化統(tǒng)計意義：一個不受外界影響的封閉系統(tǒng)，內(nèi)部過程總是由概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)進行8可逆過程與不可逆過程A:一切自發(fā)的熱力學過程都是不可逆的過程兩個典型不可逆過程：熱傳遞理想氣體的自由膨脹B:無摩擦的準靜態(tài)過程是可逆過程不可逆的過程的統(tǒng)計意義：不可逆過程實質(zhì)上是一個從概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)的轉變過程，一切實際過程都是向著熵增加的方向進行。不可逆過程就是不能向相反方向進行的過程一切自發(fā)的過程都是不可逆的判斷下列說法是否正確9卡諾定理

(1)在溫度為的高溫熱源和溫度為的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機，效率都相等，而與工作物質(zhì)無關，其效率為:

(2)在溫度為的高溫熱源和溫度為的低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機的效率不可能大于可逆熱機的效率?？ㄖZ熱機的效率最高卡諾熱機思考題：有人設計一臺可逆熱機，每循環(huán)一次可以從400K的高溫熱源吸熱1800J,向300K的熱源放熱800J,同時對外做功1000J,這樣的熱機可行嗎？理論上可逆熱機的最大值:超過理論值，不可能

熵是分子熱運動無序性或混亂性的量度。系統(tǒng)某一狀態(tài)的熵值越大，它所對應的宏觀狀態(tài)越無序。10.熵熵增加原理：孤立系統(tǒng)中的熵永不減少.

孤立系統(tǒng)不可逆過程孤立系統(tǒng)可逆過程設有以下一些過程：（1）封閉系統(tǒng)中兩種不同氣體在等溫下相互混合；（2）理想氣體在定體下降溫；（3）液體在等溫下汽化；（4）理想氣體在等溫下壓縮；（5）理想氣體的絕熱自由